Die Dichtefunktionaltheorie (DFT) ist ein quantenmechanisches Grundgerüst zur Beschreibung des elektronischen Grundzustands kondensierter Materie und stellt heute die zentrale ab-initio-Methode in der Werkstoffmodellierung dar. Anstelle der Vielteilchen‑Wellenfunktion wird die Elektronendichte als fundamentale Variable verwendet. Dies führt zu einer erheblichen Reduktion der Komplexität, ohne auf explizite empirische Parameter angewiesen zu sein.

Formal basiert DFT auf den Hohenberg‑Kohn‑Theoremen, die die Existenz eines eindeutigen Funktionals der Elektronendichte für die Grundzustandsenergie garantieren, sowie auf den Kohn‑Sham‑Gleichungen, die das Vielteilchenproblem auf ein effektives Einteilchenproblem abbilden. Zentrale Näherung ist das Austausch‑Korrelationsfunktional, das in Praxis z. B. als lokales Dichteapproximation (LDA), verallgemeinerter Gradientennäherung (GGA) oder hybrides Funktional realisiert wird.

DFT erlaubt die Berechnung von Gitterparametern, elastischen Konstanten, Phasenstabilitäten, Defektbildungsenergien, Oberflächen- und Grenzflächeneigenschaften sowie elektronischen Bandstrukturen. Damit bildet sie die Basis für „computational materials design“ und multiskalige Simulationsketten, in denen DFT‑Daten zur Parametrisierung von interatomaren Potentialen oder zur Entwicklung von Cluster‑Expansionen eingesetzt werden.

Unter „DFTs“ werden im technischen Sprachgebrauch oft verschiedene konkrete DFT‑Verfahren oder Funktional‑Familien (z. B. meta‑GGA, dispersionskorrigierte DFT‑D3/DFT‑D4) zusammengefasst. Grenzen der DFT liegen u. a. in der Beschreibung stark korrelierter Systeme, angeregter Zustände und van‑der‑Waals‑Wechselwirkungen, was zu Erweiterungen wie DFT+U, zeitabhängiger DFT (TD‑DFT) oder der Kopplung an Many‑Body‑Methoden (GW, DMFT) geführt hat.